突破！日本NTT开发出全球首个同时杂交四种水稻品种的新型育种技术

近日，日本NTT株式会社与东京都立大学冈本隆教授团队宣布，开发出全球首个同时杂交四种水稻品种的新型育种技术。该技术利用植物体外受精（IVF）系统，将4个不同水稻品种的遗传物质在一次育种过程中进行融合，并成功培育出携带四个亲本基因组的四倍体水稻新品系。

研究成果于2026年8月20日发表在英国植物科学期刊《New Phytologist》上。

NTT表示，这项技术有望突破传统杂交育种的限制，将多个品种的优良性状进行一次性组合，为培育高产、优质、抗逆以及低投入农业品种提供新的技术路径。传统育种瓶颈：一次杂交通常只能连接两个亲本长期以来，杂交育种一直是作物改良的重要方式。通过两个亲本杂交，育种家可以将不同品种的优势性状进行组合，例如高产、抗病、优质等。传统杂交存在一个明显限制：一次杂交通常只能整合两个亲本的遗传资源。如果希望进一步加入第三个、第四个亲本的优良基因，育种人员往往需要经过多轮杂交和回交，不仅周期长，而且容易丢失目标性状。另一方面，多倍体育种虽然能够增加植物基因组数量，带来果实增大、抗逆性增强等优势，传统化学诱导多倍化通常只能复制单一品种的基因组，无法有效融合多个亲本的遗传优势。因此，如何同时实现″多亲本融合″和″基因组加倍″，一直是植物育种领域的重要挑战。

传统育种方法概述：杂交和多倍化

此次NTT与东京都立大学团队开发的新技术，将体外受精技术应用于多亲本杂交。研究人员首先从4个水稻品种中分别分离出卵细胞和精子细胞，包括：日本晴（粳稻），台中65（粳稻），卡萨拉特（籼稻），IR26（籼稻），随后，通过人工控制配子融合，使来自4个品种的遗传物质同时进入同一个受精卵。经过培养和再生，研究团队获得了一种新的四倍体水稻材料，并将其命名为″Quad″。

多品种杂交技术育种过程

基因组分析显示，Quad植株同时保留了4个亲本品种的遗传信息，而且来自不同亲本的基因组比例基本均衡。这意味着，育种家过去需要多年完成的多亲本组合，在理论上可以通过一次育种过程实现。

利用体外受精法生成四倍体四亲本水稻杂交种（Quad）

除了实现基因融合，研究团队还对Quad的农艺性状进行了评价。结果显示：Quad植株生长旺盛；株高和旗叶长度达到或超过部分亲本；稻米种子长度、宽度和厚度均优于4个亲本；10粒糙米重量约为4个亲本平均值的1.7倍。相比传统两个亲本杂交形成的四倍体水稻，Quad表现出了更加明显的优势。此外，研究人员还发现，Quad出现了亲本中未观察到的新性状，例如红色芒刺。这表明，当多个遗传背景不同的基因组被组合到同一植株中时，可能产生新的遗传变异，为培育突破性新品种提供新的机会。

四个亲本水稻品种与 Quad 的农艺性状比较

NTT团队进一步提出了″多亲本杂交体（multiparental hybrid）″这一新概念。过去，现代作物育种主要围绕两个亲本展开：A品种 × B品种 → 新组合，而未来，多亲本育种可能实现：A品种 × B品种 × C品种 × D品种 → 新型超级组合。

多亲本杂交体的定义

这种模式能够同时聚合更多来源的优良基因，例如：高产基因；抗病基因；抗逆基因；营养品质基因。对于复杂性状改良而言，多亲本策略可能成为下一代育种技术的重要方向。

NTT表示，下一步将继续评估Quad材料在产量、环境胁迫耐受性以及品质方面的表现，并探索该技术向其他作物扩展的可能。由于水稻、小麦、玉米等主要粮食作物已经建立了相关体外培养体系，因此该技术未来有望推广到更多作物。如果进一步结合基因组选择、人工智能育种以及精准表型技术，多亲本杂交技术可能成为未来智能育种体系的重要组成部分。

行业分析师认为：从″两个亲本组合″到″四个甚至更多亲本融合″，NTT此次突破的意义，不只是创造了一种新的水稻材料，更是在探索一种新的育种逻辑：让作物育种从经验组合走向精准设计。

来源: 智种网NOVOSEED